DE2461591C2

DE2461591C2 - Injection strand

Info

Publication number: DE2461591C2
Application number: DE19742461591
Authority: DE
Inventors: Rene Saint Paul Trois Chateaux Clement; Pierre Orange Manfredi
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1973-12-28
Filing date: 1974-12-27
Publication date: 1983-07-07
Also published as: FR2255991A2; IT1027204B; AU7700774A; JPS589152B2; DE2461591A1; JPS5098445A; ES433413A1; FR2255991B2; GB1483930A; CH605013A5; BE823713A; PL97555B1

Description

genen Werkstücks ergibt Ungünsiügerweise kann man nach der genannten bekannten Technik keine feuerfesten Materialien mit großer Korngröße aufspritzen. Man muß daher hierzu bisher eine Schweißtechnik anwenden.The same workpiece results in unfavorable ways Do not spray on refractory materials with a large grain size according to the known technique mentioned. One must therefore use a welding technique for this up to now.

Die Erfinder stellten nun fest, daß es durch Vornahme gewisser Verbesserungen des in der genannten DT-OS 21 11 491 beschriebenen Stranges möglich ist eine dichte und gut haftende Abscheidung des den Kern bildenden Materials in jedem Fall zu erreichen, unabhängig von Art und Korngröße dieses Materials.The inventors now found that it was by making Certain improvements of the strand described in the above-mentioned DT-OS 21 11 491 is possible to achieve dense and well-adhering deposition of the material forming the core in any case, regardless of the type and grain size of this material.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten flexiblen Aufspritzstrang derart zu verbessern, daß in allen Fällen die Beibehaltung des Zusammenhalts der den inneren Kern bildenden Pulverteilchen verbessert und ihre Abscheidung durch Schweißen, d. h. durch Aufschmelzen ermöglicht wird.The invention is based on the object of improving the known flexible injection strand in such a way that in all cases the retention of the Cohesion of the powder particles forming the inner core is improved and their separation is improved Welding, d. H. is made possible by melting.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe so gelöst wird, ist ein Flexibler Schweiß' oder Aufspritzstrang mit einem inneren Kern aus einem mineralischen Pulver, einem organischen Bindemittel und einem geringen Gehalt an einer mineralischen Verbindung und mit einer den Kern umgebenden organischen Hülle, mit dem Kennzeichen, daß die organische Hülle ebenfalls einen geringen Gehalt an einer bei der Verbrennungstemperatur des organischen Anteils des Stranges zur Bewahrung des Zusammenhalts der den Kern bildenden mineralischen Teilchen geeigneten mineralischen Verbindung enthält.The subject of the invention, with which this object is achieved in this way, is a flexible welding or spray-on strand with an inner core made of a mineral Powder, an organic binder and a low content of a mineral compound and with an organic shell surrounding the core, with the indication that the organic shell also a low content of one at the combustion temperature of the organic portion of the strand Preservation of the cohesion of the mineral particles forming the core contains suitable mineral compound.

Durch den Zusatz der mineralischen Verbindung zur Hülle wird ganz allgemein ein verbesserter Zusammenhang der Teilchen des inneren Teils erzielt und die Möglichkeit eröffnet, in den inneren Teil teilweise unschmelzbare, hitzebeständige Körner einzubringen.By adding the mineral compound to the shell, an improved relationship between the particles of the inner part and the The possibility opens up of introducing partially infusible, heat-resistant grains into the inner part.

Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist der Strang so beschaffen, daß der Kern außer demAccording to a special embodiment of the invention, the strand is such that the core besides the Die Erfindung bezieht sich auf einen flexiblen Strang, insbesondere auf einen flexiblen Strang zur Herstellung eines Oberzugs auf einem Werkstück unter Aufschmelzen.The invention relates to a flexible cord, in particular to a flexible cord for manufacture of a top coat on a workpiece with melting.

Aus der DE-OS 21 11491 ist bereits ein flexibler Aufspritzstrang aus einem im wesentlichen aus mineralischem Pulver bestehenden inneren Kern und einer den Kern umgebenden organischen Hülle bekannt, bei dem der Kern einen geringen Gehalt an einer mineralischen, bei der Verbrennungstemperatur des organischen Bindemittels zur Bewahrung des Zusammenhangs der Pulverteilchen bis zu ihrem völligen Schmelzen geeigneten Verbindung aufweist Ein solcher Strang ermöglicht durch Aufspritzen mit einer Flammspritzpistole die Herstellung von Überzügen auf metallischen Werkstücken.DE-OS 21 11491 is already a flexible one Injection strand consisting of an inner core consisting essentially of mineral powder and one the The organic shell surrounding the core is known, in which the core has a low content of a mineral, at the combustion temperature of the organic binder to maintain the coherence of the Such a strand has a suitable connection to the powder particles until they are completely melted enables the production of coatings on metallic materials by spraying with a flame spray gun Work pieces.

Der Kern dieses Stranges besteht im wesentlichen aus einem organischen Bindemittel und dem mineralischen Pulver, das aus dem oder den Bestandteilen besteht, woraus man den Überzug erzeugen will.The core of this strand consists essentially of an organic binder and the mineral Powder consisting of the component or components from which the coating is to be produced.

Dabei besteht, kurz gesagt, das zur Herstellung des Überzugs dienende Material steht aus einem Pulver, dessen Korndurchmesser im Bereich von 50-150μηι und allgemeiner im Bereich von 5 - 500 μπι liegt. Die Beibehaltung des Zusammenhangs der Teilchen bis zu ihrem Schmelzen wird durch den Zusatz der mineralischen Verbindung zum Kern des Strangs erreicht.In short, what is needed to produce the The material used for the coating consists of a powder whose grain diameter is in the range of 50-150μηι and more generally in the range from 5 to 500 μm. Maintaining the coherence of the particles up to Their melting is achieved by adding the mineral compound to the core of the strand.

Wenn jedoch der Schmelzpunkt des abzuscheidenden Materials steigt, wird die Wirkung dieses Zusatzes unvollkommen. Es gibt nun eine gewisse Zahl von Fällen, in denen es von Interesse ist, Werkstücke mit einem Überzug mittels eines feuerfesten Materials mit möglicherweise erhöhter Korngröße zu versehen. Dies ist besonders der Fall, wenn man einen Überzug zu erzeugen wünscht, der ein sehr gutes Abriebverhalten oder eine bessere Verschleißbeständigkeit des überzo-However, when the melting point of the material to be deposited rises, the effect of this additive becomes imperfect. There are now a number of cases in which it is of interest to have workpieces to provide a coating by means of a refractory material with possibly increased grain size. this is particularly the case if you want to produce a coating that has very good abrasion behavior or better wear resistance of the coated

organischen Bindemittel als mineralisches Pulver einerseits Körner aus teilweise unschmelzbarem feuerfestem Material ^id andererseits eine schmelzbare Legierung enthält. Der Zusatz der mineralischen Verbindung zur Hülle bewirkt einen guten Zusammenhalt des unschmelzbaren Anteils der Körner bis zum Schmelzen des schmelzbaren Anteils.organic binder as a mineral powder on the one hand grains of partially infusible refractory Material ^ id on the other hand a fusible Contains alloy. The addition of the mineral compound to the shell creates good cohesion of the infusible portion of the grains to the melting of the fusible portion.

Vorzugsweise ist die in der Hülle enthaltene mineralische Verbindung ein Silikat, insbesondere ein Natriumsilikat.The mineral compound contained in the casing is preferably a silicate, in particular a Sodium silicate.

Das feuerfeste Material ist vorteilhaft ein Carbid, es kann jedoch auch ein Nitrid oder ein Borid sein. Nach einer bevorzugten Ausführungsart verwendet man ein Wolframcarbid.The refractory material is advantageously a carbide, es however, it can also be a nitride or a boride. According to a preferred embodiment, one uses a Tungsten carbide.

Andererseits ist der schmelzbare Anteil vorzugsweise eine Legierung auf Basis von Nickel, Kobalt oder Eisen, die noch vor allem Chrom und weitere Bestandteile enthalten kann.On the other hand, the fusible part is preferably an alloy based on nickel, cobalt or iron, which can mainly contain chromium and other components.

Die feuerfesten Körner weisen wenigstens zwei verschiedene Korngrößen auf.The refractory grains have at least two different grain sizes.

Weiter enthält dsr Kern als mineralische Verbindung vorzugsweise Glasfasern.The core also contains a mineral compound preferably glass fibers.

Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen flexiblen Stranges besser verständlich.The invention is illustrated by the following description of various exemplary embodiments of the invention flexible strand easier to understand.

Wie bereits angegeben wurde, umfaßt der Strang zwei Teile, und zwar einen flexiblen Kern und eine ebenfalls flexible Umfangshülle. Dia Hülle wird durch ein organisches Material gebildet, dem eine mineralische Verbindung, beispielsweise ein Silikat, zugesetzt ist, um dadurch ihre Wirkung zu verlängern. Der eigentliche Strangkem enthält einerseits Körner aus feuerfestem Material und Körner aus einer schmelzbaren Metallegierung und andererseits ein organisches Bindemittel, in dem die Gesamtheit der das mineralische Material bildenden Körner eingebette- ist Vorzugsweise weisen die Körner aus feuerfestem Material zwei oder drei verschiedene Korngrößenwerte auf. Dies ermöglicht es, einerseits Körner mit hoher Korngröße, z. B. mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 3 mm, zu verwenden und dennoch eine große Dichte der feuerfesten Körner zu erreichen, da die Zwischenräume zwischen den Körnern großen Durchmessers zum sehr großen Teil durch die Körner geringen Durchmessers ausgefüllt werden. Andererseits dringen die die schmelzbare Matrix bildenden Metallkörner ebenfalls zwischen die Körner aus feuerfestem Material ein.As previously indicated, the cord comprises two parts, namely a flexible core and one also flexible circumferential cover. Slide cover is through an organic material is formed to which a mineral compound, for example a silicate, is added, in order to prolong their effect. The actual strand core contains grains of refractory material on the one hand Material and grains made of a fusible metal alloy and on the other hand an organic binder, in which all of the grains forming the mineral material are embedded, preferably the grains of refractory material have two or three different grain size values. this makes it possible, on the one hand, grains with a large grain size, e.g. B. with a diameter of the order of 3 mm, and still achieve a high density of the refractory grains, as the spaces between them between the large-diameter grains to a very large extent by the small-diameter grains fill out. On the other hand, the metal grains constituting the fusible matrix also penetrate between the grains of refractory material.

Man erreicht so einen ausgezeichneten Füllungsgrad des Kerns durch die nutzbaren Materialien bei nur geringem Bindemittelanteil. Man kann zur Verbesserung des Zusammenhalts der Körner des Stranges nach der Beseitigung des organischen Bindemittels den Kern des Stranges mittels Glasfasern verstärken.You can achieve an excellent degree of filling of the core through the usable materials at only low binder content. One can post to improve the cohesion of the grains of the strand after removing the organic binder, reinforce the core of the strand with glass fibers.

Diese besondere Anordnung ermöglicht die Erzeugung einer dichten Abscheidung des den Kern bildenden feuerfesten Materials auf dem zu beschichtenden Werkstück. Tatsächlich gelangen die feuerfesten Körner geringer Korngröße auf die Oberfläche des Werkstücks unter Ausfüllen der durch die Körner großen Durchmessers freigelassenen Zwischenräume.This particular arrangement enables a dense deposition of the core to be produced refractory material on the workpiece to be coated. In fact, the refractory grains get there small grain size on the surface of the workpiece with filling in by the grains large diameter cleared spaces.

Vorzugsweise besteht die schmelzbare Matrix aus Nickel, Kobalt, Eisen oder Legierungen dieser verschiedenen Metalle. Was die feuerfesten Körner betrifft, können sie Carbide, Nitride oder Boride sein. Indessen scheint es, daß die Wolframcarbide besonders vorteilhaft verwendbar sind.Preferably the fusible matrix consists of nickel, cobalt, iron or alloys of these various Metals. As for the refractory grains, they can be carbides, nitrides, or borides. Meanwhile it appears that the tungsten carbides are particularly useful.

Es sollen nun einige Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Aufspritzsträngen beschrieben werden. Diese Beispiele sollen die Erfindung nicht beschränken, sondern nur konkrete Ausführungsarten des flexiblen Stranges erläutern;A few exemplary embodiments of injection strands according to the invention will now be described will. These examples are not intended to restrict the invention, but rather only specific embodiments explain the flexible strand;

example 1

Strang aus Calciumzirkonat Der innere Kern wird zusammengesetzt aus:Calcium zirconate strand The inner core is composed of:

Caiciumzirkonatpuiver 50 - 200 μτη 100 Gew.-Teile Calciumphosphat 4 Gew.-TeileCalcium zirconate powder 50 - 200 μτη 100 parts by weight Calcium phosphate 4 parts by weight

Hydroxyäthylcellulose 6 Gew.-TeileHydroxyethyl cellulose 6 parts by weight

Die Hülle besteht aus dem gleichen organischen Bindemittel, dem 8% Natriumsilikat zugesetzt werden.The shell consists of the same organic binder to which 8% sodium silicate is added.

Beispiel 2 Der innere Kern hat die folgende Zusammensetzung:Example 2 The inner core has the following composition:

Nickel-Chrom-Bor-Silicium-Nickel-chromium-boron-silicon

Legierungalloy

Wolframcarbid mit 2 mmTungsten carbide with 2 mm

Durchmesserdiameter

Wolframcarbid mit 0,8 mmTungsten carbide with 0.8 mm

Durchmesserdiameter

Wolframcarbid mit 03 mmTungsten carbide with 03 mm

Durchmesserdiameter

GlasfasernFiberglass

Bindemittelbinder

100 Gew.-Teile100 parts by weight

200 Gew.-Teile200 parts by weight

50 Gew.-Teile50 parts by weight

4 Gew.-Teile4 parts by weight

10 Gew.-Teile10 parts by weight

Die Hülle besteht aus einem organischen Bindemittel, dem 10% Natriumsilikat zugesetzt werden.The shell consists of an organic binder to which 10% sodium silicate is added.

Das Bindemittel erhält man nach dem in der genannten DE-OS 21 11 491 beschriebenen Verfahren.The binder is obtained by the process described in DE-OS 21 11 491 mentioned.

Das für die Hülle verwendete Bademittel kann vorteilhaft von der gleichen Art wie das für den Kern verwendete Bindemittel sein.The bathing agent used for the shell may advantageously be of the same type as that for the core binders used.

Ein Herstellungsverfahren für das organische Bindemittel sei im folgenden kurz erläutert: Für die organische Umhüllungspaste mischt man in einem Schaufelmischer 201 heißes Wasser und 6 kg Hydroxyäthylmethylcellulose. Nach etwa 45 min Durchmischung und wenn die geleeartige Masse gut homogen erscheint, setzt man 3 kg reines Glycerin und evtl. eine geringeA production process for the organic binder is briefly explained below: For the Organic coating paste is mixed in a paddle mixer 201 hot water and 6 kg of hydroxyethylmethylcellulose. After about 45 minutes of mixing and when the jelly-like mass appears homogeneous, 3 kg of pure glycerine and possibly a small amount are used

so Menge eines organischen Färbemittels zu. Man mischt e/neut 15 min, läßt die erhaltene Paste wenigstens 48 h in einem Behälter absetzen bzw. ruhen und preßt sie danach zu einem Zylinder wie die mineralische Paste.so amount of an organic colorant too. Mix for 15 minutes and leave the paste for at least 48 hours settle or rest in a container and then press them into a cylinder like the mineral paste.

Example 3

Man verwendet die gleiche Hülle. Der innere Kern hat folgende Zusammensetzung:The same cover is used. The inner core has the following composition:

Cobalt-Chrom- Bor-Silicium-Legierung
Titanborid mit 3 mm
Durchmesser
Titanborid mit 1 mm
Durchmesser
Glasfasern
BindemittelCobalt-chromium-boron-silicon alloy
Titanium boride with 3 mm
diameter
Titanium boride with 1 mm
diameter
Fiberglass
binder

140 Gew.-Teile 200 Gew.-Teile140 parts by weight 200 parts by weight

80 Gew.-Teile80 parts by weight

2 Gew.-Teile2 parts by weight

10 Gew.-Teile10 parts by weight

Example 4

Man verwendet die gleiche Hülle wie die in Beispiel 1 beschriebene. Der innere Kern ist folgendermaßen zusammengesetzt: % The same casing as that described in Example 1 is used. The inner core is composed as follows: %

Chromhaltige Gußeisenlegierung 150 Gew.-Teile Chromcarbid mit 1,5 mmChromium-containing cast iron alloy 150 parts by weight Chromium carbide with 1.5 mm

Durchmesser 200 Gew.-Teile Chromcarbid mit 0,3 mm inDiameter 200 parts by weight chromium carbide with 0.3 mm in

Durchmesser 100 Gew.-TeileDiameter 100 parts by weight

Glasfasern 4 Gew.-TeileGlass fibers 4 parts by weight

Bindemittel 10 Gew.-TeileBinder 10 parts by weight

Diese flexiblen Srhweiß- oder Aufspritzstränge _;, können zum Beschichten von Werkstücken mittels einer Flammspritzpistole oder des elektrischen Lichtbogens nach den WIG- oder MIG-Verfahren verwendet werden. Hinsichtlich der Arbeitsweise ist zu erwähr ^n, daß der flexible Strang durch ein festes metallisches Rohr, in dem er gleitet, in die Nähe der Schmelzzone geführt werden kann. Man kann so auch kontinuierliche und sogar automatische Arbeitsgänge einrichten.These flexible welding or spray-on strands _; , can be used to coat workpieces using a flame spray gun or an electric arc using the TIG or MIG process. With regard to the mode of operation, it should be noted that the flexible strand can be guided into the vicinity of the melting zone through a solid metal tube in which it slides. You can also set up continuous and even automatic operations in this way.

Außerdem kann, wie in der DT-OS 20 42 797 angegeben ist, der flexible Strang vorteilhaft im Kern, in der Hülle oder an der Außenseite der Hülle einen oder mehrere elektrisch leitende Drähte aufweisen. Diese Drähte können geradlinig oder wendelförmig verlaufen. Beim Aufweißen sichern die Hülle unterteilende Messer oder Bürsten den elektrischen Kontakt mit den metallischen Drähten im Maße des Vorrückens des Stranges im Schweißbrenner.In addition, as indicated in DT-OS 20 42 797, the flexible strand can advantageously in the core, in the sheath or on the outside of the sheath have one or more electrically conductive wires. These Wires can be straight or helical. Knives dividing the sheath secure it when it is welded on or brushing the electrical contact with the metallic wires as the advance of the Strand in the welding torch.

Claims

Claims;

1. Flexibler Schweiß- oder Aufspritzstrang mit einem inneren Kern aus einem mineralischen Pulver, ί einem organischen Bindemittel und einem geringen Gehalt an einer mineralischen Verbindung und mit einer den Kern umgebenden organischen Hülle, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Hülle ebenfalls einen geringen Gehalt an einer to bei der Verbrennungstemperatur des organischen Anteils des Stranges zur Bewahrung des Zusammenhalts der den Kern bildenden mineralischen Teilchen geeigneten mineralischen Verbindung enthält1. Flexible welding or spraying strand with an inner core made of a mineral powder, ί an organic binder and a low content of a mineral compound and with an organic shell surrounding the core, characterized in that the organic shell also has a low content of a to at the combustion temperature of the organic Part of the strand to maintain the cohesion of the mineral particles forming the core contains suitable mineral compound

2. Strang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern außer dem organischen Bindemittel als mineralisches Pulver einerseits Körner aus teilweise unschmelzbarem feuerfestem Material und andererseits eine schmelzbare Legierung enthält2. Strand according to claim 1, characterized in that the core apart from the organic binder as a mineral powder on the one hand consists of grains partially infusible refractory material and on the other hand contains a fusible alloy

3. Strang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Hülle enthaltene mineralische Verbindung ein Silikat ist3. Strand according to claim 1 or 2, characterized in that the contained in the sheath mineral compound is a silicate

4. Strang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Verbindung ein Natriumsilikat ist -54. Strand according to claim 3, characterized in that the mineral compound is a sodium silicate -5

5. Strang nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner aus dem feuerfesten Material wenigstens zwei verschiedene Korngrößen5. Strand according to any one of claims 2-4, characterized in that the grains from the refractory Material at least two different grain sizes aufweisen,exhibit,

6. Strang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die größeren Körner aus dem feuerfesten Material einen Durchmesser von mindestens 0,5 mm aufweisen.6. strand according to claim 5, characterized in that the larger grains from the refractory Material have a diameter of at least 0.5 mm.

7. Strang nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß das feuerfeste Material aus der Gruppe der Carbide, Nitride und Boride gewählt ist7. Strand according to claim 5 or 6, characterized in that the refractory material from the Group of carbides, nitrides and borides is selected

8. Strang nach einem der Ansprüche 5—7, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material Wolframcarbid ist8. Strand according to any one of claims 5-7, characterized characterized in that the refractory material is tungsten carbide

9. Strang nach einem der Ansprüche 1 — 8, dadurch gekennzeichnet daß der Kern als in geringem Gehalt vorhandene mineralische Verbindung Glasfasern enthält9. Strand according to any one of claims 1-8, characterized in that the core is less than Content of existing mineral compound contains glass fibers

10. Strang nach einem der Anspiüche 2—9, dadurch gekennzeichnet daß der Kern als schmelzbare Legierung wenigstens eine, vorzugsweise chromhaltige Nickel-, Kobalt- und Eisenlegierung enthält10. Strand according to one of Claims 2-9, characterized in that the core, as a fusible alloy, is at least one, preferably contains chromium-containing nickel, cobalt and iron alloys

11. Verwendung eines Stranges nach einem der Ansprüche 1 —10 zur Herstellung eines abriebfesten oder eines Schleifmittelüberzugs auf einem metallischen Werkstück durch thermische Auftragung.11. Use of a strand according to one of the Claims 1-10 for the production of an abrasion-resistant or an abrasive coating on a metallic workpiece by thermal application.